Musíte pochopiť rozdiel medzi jednomódovým a multimódovým vláknom. Dnes si povieme o optických vláknach, ktoré sa používajú na prenos dát ako optických signálov. Existujú dva typy: jednomódové a multimódové. Tento článok sa podrobne bude venovať kategóriám a výkonu jednomódových a multimódových vlákien, takže sa naďalej dozviete o rozdieloch medzi jednomódovými a multimódovými vláknami.

Najprv by som sa možno mal zamyslieť nad veľkosťou jadra. Myslím si, že jednomódové vlákno má menšie jadro, napríklad 9 mikrónov, zatiaľ čo multimódové vlákno je väčšie, možno 50 alebo 62,5 mikrónov. Veľkosť jadra pravdepodobne ovplyvňuje spôsob, akým sa svetlo šíri. V jednomódovom vlákne, keďže jadro je menšie, sa môže šíriť iba jeden svetelný mód, odtiaľ pochádza aj názov. Multimódové vlákno by umožňovalo šírenie viacerých módov. Čo však v tomto prípade znamená „mód“? Myslím si, že mód je dráha, ktorou sa svetlo môže šíriť cez vlákno. Takže v multimódovom vlákne môže svetlo prejsť viacerými dráhami, čo môže spôsobiť modálnu disperziu. Vtedy rôzne módy prichádzajú v rôznych časoch, čo spôsobuje skreslenie signálu. Takže jednomódové vlákno, ktoré má iba jednu dráhu, sa tomu vyhýba. To musí znamenať, že jednomódové vlákno dokáže spracovať vyššiu šírku pásma na dlhšie vzdialenosti.

Ale čo potom zdroj svetla? Myslím si, že jednomódové systémy používajú lasery, ktoré sú presnejšie a dokážu zaostriť svetlo do menšieho jadra. Multimódové systémy môžu používať LED diódy alebo lacnejšie lasery, pretože jadro je väčšie a ľahšie sa doň privádza svetlo. Lasery sú drahšie, takže jednomódové transceivery sú pravdepodobne drahšie ako multimódové.

Vzdialenosť je ďalším faktorom. Ak má jednomódové vlákno menšiu disperziu, dokáže prenášať signál na dlhšie vzdialenosti bez jeho zhoršenia. Multimódové vlákno s modálnou disperziou by malo kratšie maximálne vzdialenosti. Možno kilometre pre jednomódové vlákno a stovky metrov pre multimódové vlákno? Ale mal by som si overiť presné čísla. Počul som termíny ako OM3 a OM4 pre multimódové vlákna, ktoré sa vzťahujú na ich výkon. Pravdepodobne ide o štandardy pre rôzne stupne multimódových vlákien, optimalizované pre vyššie rýchlosti na určité vzdialenosti.

Šírka pásma – jednomódový režim by mal mať vyššiu šírku pásma, pretože nedochádza k modálnemu rozptylu. Pre vysokorýchlostnú komunikáciu na dlhé vzdialenosti, napríklad medzi mestami alebo v telekomunikačných sieťach, je teda jednomódový režim lepší. Multimódový režim sa používa v dátových centrách alebo lokálnych sieťach, kde sú vzdialenosti kratšie a náklady sú väčším problémom.

Z hľadiska nákladov, samotné vlákno: jednomódové vlákno môže mať podobnú cenu, ale transceivery (ako napríklad SFP moduly) sú drahšie kvôli laserom. Multimódové transceivery sú lacnejšie, ale vlákno môže byť o niečo drahšie? Počkajte, nie, myslím si, že jednomódové vlákno je v niektorých prípadoch v skutočnosti lacnejšie, pretože je jednoduchšie? Alebo sa možno náklady na inštaláciu líšia. Počkajte, inštalácia môže byť pri jednomódovom vlákne zložitejšia, pretože jadro je menšie a vyžaduje si presnejšie konektory a zarovnanie. To by mohlo inštaláciu predražiť, aj keď samotné vlákno nie je.

Aplikácie: jednomódový režim pre dlhé vzdialenosti, telekomunikácie, poskytovatelia internetových služieb. Multimódový režim pre LAN, dátové centrá, kampusové siete. Tiež možno v situáciách, kde je potrebná vysoká šírka pásma, ale na kratšie vzdialenosti. Napríklad prepojenie serverov v dátovom centre.

Použité vlnové dĺžky: Jednovidové vlnenie často používa 1310 nm a 1550 nm, zatiaľ čo viacvidové vlnenie môže používať 850 nm a 1300 nm. Dlhšie vlnové dĺžky v jednomódovom vlnení môžu mať nižší útlm, čo prispieva k dlhšiemu dosahu.

Je tu aj niečo s chromatickou disperziou, ktorá viac ovplyvňuje jednomódové vlákno na veľmi dlhé vzdialenosti, ale tie používajú vlákna s posunutou disperziou alebo kompenzátory. Hlavným problémom viacmódových vlákien je modálna disperzia, ktorá sa zmierňuje použitím vlákien s gradientným indexom lomu, kde sa index lomu mení postupne, čím sa znižuje modálna disperzia v porovnaní so stupňovitým indexom lomu.

A existujú aj rôzne typy multimódových vlákien, ako napríklad OM1, OM2, OM3, OM4, OM5. Každé z nich má inú šírku pásma a prenosovú vzdialenosť. OM3 a OM4 sú optimalizované na použitie s 850 nm VCSEL (vertikálne dutinové lasery s povrchovým vyžarovaním) pre vyššie rýchlosti, ako napríklad 10G, 40G, 100G Ethernet. OM5 je určené pre vlnový multiplex v multimóde.

Takže toto všetko dokopy: veľkosť jadra, svetelný zdroj, vzdialenosť, šírka pásma, náklady, aplikácie a štandardy. Jednovidový režim pre diaľkové prenosy, vysoké náklady, vysoký výkon. Viacvidový režim pre krátke vzdialenosti, nižšie náklady, jednoduchšia inštalácia, ale obmedzený modálnym rozptylom.

Mal by som tiež skontrolovať, či existujú nejaké iné rozdiely, ako napríklad polomer ohybu alebo odolnosť. Možno je jednomódový systém citlivejší na ohyby kvôli menšiemu jadru, ale nie som si istý. Multimódový systém by v tomto aspekte mohol byť zhovievavejší. Tiež kompatibilita s existujúcim zariadením. Ak sieť už používa multimódový systém, modernizácia môže vyžadovať výmenu optického vlákna aj transceiverov.

Ďalší bod: zabezpečenie budúcnosti. Jednovidové pripojenie môže byť škálovateľnejšie pre budúce zvyšovanie rýchlosti bez výmeny optického vlákna, zatiaľ čo viacvidové pripojenie môže mať obmedzenia, keďže požiadavky na šírku pásma presahujú to, čo optické vlákno dokáže zvládnuť s modálnou disperziou.

Počkajte, ale s pokrokom v multimóde, ako je OM5, možno zvládnu vyššie rýchlosti na krátke vzdialenosti. Takže výber závisí od konkrétneho prípadu použitia a očakávaného rastu.

Potrebujem to všetko štruktúrovať do súvislého porovnania. Možno začať so základnými rozdielmi a potom prejsť na technické aspekty, ako je šírka pásma, vzdialenosť, cena, aplikácie atď. Taktiež by som mal priložiť súhrnnú tabuľku pre rýchle porovnanie.

Dovoľte mi overiť si niektoré čísla. Jednomódové jadro má 8-10 mikrónov, viacmódové 50 alebo 62,5. Jednomódové jadro využíva laserové zdroje (1310, 1550 nm), viacmódové LED/VCSEL (850, 1300 nm). Maximálne vzdialenosti: jednomódové jadro môže dosiahnuť desiatky kilometrov, s vhodným vybavením dokonca 100 km. Viacmódové jadro pre 100 m až 550 m v závislosti od štandardu (OM3/OM4). Cena: jednomódové transceivery sú drahšie, ale cena optického vlákna je porovnateľná alebo o niečo vyššia? Alebo je možno optické vlákno lacnejšie, ale celkové náklady na systém sú vyššie kvôli transceiverom.

Tiež šírka pásma: jednomódový režim má z praktických dôvodov prakticky neobmedzenú šírku pásma, zatiaľ čo multimódový režim je obmedzený modálnou disperziou. Takže pre 10G, 40G, 100G to multimódový režim zvládne, ale na kratšie vzdialenosti. Jednomódový režim zvládne tieto rýchlosti na oveľa dlhšie vzdialenosti.

Pokiaľ ide o štandardy, jednomódový režim je pokrytý normami ITU-T G.652, G.653 atď., zatiaľ čo multimódový režim je pokrytý normami TIA-492-AAAB (OM1) atď.

Inštalácia a údržba: jednomódový režim vyžaduje väčšiu presnosť, takže môže byť potrebná kvalifikovanejšia práca a vyššie počiatočné náklady na nastavenie. S viacrežimovým režimom sa práca ľahšie pracuje a náklady na inštaláciu sú nižšie.

Takže kompletné porovnanie by malo zahŕňať všetky tieto aspekty. Možno by sa malo spomenúť aj vývoj, napríklad to, ako sa jednomódový systém stáva bežnejším aj na kratšie vzdialenosti vďaka klesajúcim nákladom na optiku, ale multimódový systém stále platí v cenovo citlivých scenároch s krátkym dosahom.